Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

330 / ЗаданКурсЖурналПолныйМПУСУ / 2СУ_УстПопутногоГаза

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
21.03.2016
Размер:
730.49 Кб
Скачать

СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ НЕФТЕГАЗОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ

Автоматизированная система управления установкой подготовки попутного нефтяного газа

Сергей Витковский, Владислав Дубинский

Описывается автоматизированная система управления основными технологическими процессами установки подготовки попутного нефтяного газа. Рассмотрены вопросы выбора полевых средств автоматизации, применения IBM PC совместимых контроллеров в режиме «горячего» резервирования, реализации функций АСУ ТП с использованием современных программных средств.

 

ВВЕДЕНИЕ

ровке. Цель проекта — подготовка по

ческой установки показан на рис. 1.

 

Попутный нефтяной газ является

путных газов месторождений Долин

Особенностью технологического про

 

побочным продуктом нефтедобычи и

ное и Аксаз к подаче на газораспреде

цесса, разработанного ООО «САПР

 

представляет собой смесь углеводород

лительный пункт (ГРП) для последую

Нефтехим» (г. Москва), является ис

 

ных газов и прочих компонентов, вы

щей

транспортировки

к конечным

пользование эжекторов для повышения

 

деляющихся из нефтяных скважин и из

потребителям, а также получение ши

давления низконапорного попутного

 

пластовой нефти при её сепарации. От

роких фракций лёгких углеводородов

газа в отличие от традиционных реше

 

сутствие у нефтедобывающих предпри

(ШФЛУ) для использования на собст

ний с применением компрессорного

 

ятий подготовленной инфраструктуры

венные нужды компании. Инвестором

оборудования. Попутный газ подаётся в

 

для сбора, подготовки, переработки и

и генеральным подрядчиком проекта

эжекторный блок в качестве пассивного

 

транспортировки попутного газа при

выступила швейцарская фирма Eco

(инжектируемого) потока. Рабочим по

 

водит к тому, что его сжигают в факе

technic Chemical AG.

 

током служит вода, которая подаётся в

 

лах. При этом теряется ценный при

 

 

 

эжекторы насосами с давлением до

 

родный ресурс, который может ис

ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТА

6 МПа. Разделение смеси газа и воды

 

пользоваться как топливо в энергетике

АВТОМАТИЗАЦИИ

 

осуществляется в сепараторах. Вода из

 

или сырье в нефтехимической про

Технологическое оборудование уста

сепараторов поступает на приём насо

 

мышленности, загрязняется атмосфера

новки размещено на площадках двух

сов эжекторных блоков, а газовый по

 

и ухудшается экологическая обстанов

месторождений, расстояние между ко

ток охлаждается во фреоновой холо

 

ка (глобальное потепление, кислотные

торыми составляет 8 км. На площадке

дильной установке и затем поступает в

 

осадки, изменение климата и т.п.).

месторождения Долинное расположе

трёхфазный разделитель, где отделяется

 

В Республике Казахстан, по данным

ны

одноступенчатый

эжекторный

от сконденсировавшихся углеводородов

 

Министерства энергетики и минераль

блок, в котором давление газа повыша

и раствора диэтиленгликоля, который

 

ных ресурсов, ежегодно сжигается на

ется до 0,7 МПа для обеспечения его

используется для экстракции из газа па

 

факелах 2,5–3 млрд м3 попутного и

транспортировки по трубопроводу на

ров воды. После рекуперации холода

 

природного газа, что является серьёз

площадку месторождения Аксаз, а так

осушенный газ выдаётся с установки в

 

ной проблемой освоения нефтяных и

же фреоновая холодильная установка и

трубопровод на ГРП. Все оборудование

 

газовых месторождений. Поэтому ком

блоки сепараторов. Основное техноло

изготовлено в блочном исполнении и

 

мерческая разработка месторождений

гическое оборудование установки на

размещено на открытых площадках, за

 

запрещена нефтедобывающим компа

ходится на площадке месторождения

исключением насосов эжекторных бло

 

ниям, не имеющим программ по ути

Аксаз, в том числе двухступенчатый

ков, установленных в помещениях.

 

лизации попутного газа, согласован

эжекторный блок, который обеспечи

Процесс относится к классу взрыво

 

ных с государственными структурами.

вает повышение давления газа до

опасности В 1г, кроме насосных поме

 

В рамках такой программы в компании

1,2 МПа, фреоновая холодильная уста

щений, которые относятся к обычным

 

ТОО «Емир Ойл» (Казахстан) был реа

новка для охлаждения газового потока

невзрывоопасным зонам.

 

лизован инвестиционный проект стро

до температуры –8°C, блок разделите

К числу основных задач, которые не

26

ительства установки подготовки по

ля, блок регенерации насыщенного ди

обходимо было решить при создании

путного нефтяного газа к транспорти

этиленгликоля. Фрагмент технологи

АСУ ТП, относились следующие:

 

 

 

 

 

 

 

www.cta.ru

 

 

 

СТА 4/2009

©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Н Е Ф Т Е Г А З О В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

контроль основных технологических параметров, характеризующих рабо ту установки;

автоматическое регулирование рабо ты сепараторов, трёхфазного разде лителя, блока регенерации диэти ленгликоля (ДЭГ);

управление в дистанционном и авто матическом режимах исполнитель ными механизмами — электропри водными клапанами и задвижками, электродвигателями насосов и воз душных холодильников;

противоаварийная защита техноло гического оборудования, в том числе насосов, огневого испарителя блока регенерации ДЭГ;

создание современных автоматизи рованных рабочих мест операторов. Проектирование АСУ ТП основных

технологических процессов и полевых КИПиА блочного оборудования, изго товление, конфигурирование, тестиро вание и поставка заказчику программ но технического комплекса (ПТК), пусконаладочные работы по вводу сис темы в эксплуатацию были выполнены научно технической фирмой «Инко тех» и её дочерним предприятием НПФ «НефтеГаз Автоматика».

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ

АСУ ТП

Разработанная АСУ ТП «Газ» выпол няет следующие основные функции:

первичный сбор и обработка инфор мации о параметрах контроля техно логических процессов;

аналоговое и позиционное регулиро вание технологических параметров в соответствии с заданиями, устанав ливаемыми операторами;

представление информации о техно логическом процессе в реальном времени с отображением численных значений параметров и положе ний/состояний исполнительных ме ханизмов на фрагментах мнемосхем;

дистанционное отключение насосов и аппаратов воздушного охлажде ния;

светозвуковая сигнализация при на рушениях предупредительных и предаварийных границ технологи ческих параметров;

ведение баз данных процессов и ар хивация значений технологических параметров за длительные интерва лы времени;

противоаварийная защита оборудо вания с наивысшим приоритетом в управлении;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 1. Фрагмент технологической установки

 

 

 

 

 

протоколирование событий в систе

трёхуровневую структуру (рис. 2).

 

ме, в том числе действий оператив

Нижний уровень АСУ ТП составляют

 

ного персонала, нарушений предуп

полевые

средства

автоматизации:

 

редительных и предаварийных гра

контрольно измерительные приборы,

 

ниц технологических параметров,

исполнительные механизмы аналого

 

диагностированных неисправностей

вого и дискретного действия. Средний

 

технических средств системы;

уровень предназначен для програм

 

формирование, отображение на мо

мно логического управления процес

 

ниторах автоматизированных рабо

сом по заданным алгоритмам и постро

 

чих мест операторов и вывод на пе

ен на базе программируемых контрол

 

чать сменных рапортов, сообщений

леров и устройств связи с объектом

 

и графиков;

(УСО). Основой верхнего уровня АСУ

 

разграничение доступа к функциям

ТП являются автоматизированные ра

 

управления и настройки системы на

бочие места на основе персональных

 

основе паролей.

компьютеров для

осуществления

 

Информационная нагрузка АСУ ТП

функций оперативного диспетчерско

 

составила 230 сигналов ввода/вывода,

го контроля и управления технологи

 

из них 108 аналоговых сигналов; 44 сиг

ческим процессом.

 

 

 

нала — искробезопасные. Количествен

 

 

 

 

 

но информационные сигналы распре

Полевые средства

 

делились между технологическими пло

автоматизации

 

 

 

щадками месторождений Аксаз и До

Для контроля параметров процесса

 

линное в соотношении 75% и 25%.

были выбраны контрольно измери

 

 

тельные

приборы

преимущественно

 

СТРУКТУРА КОМПЛЕКСА

российского производства:

 

ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ

термопреобразователи сопротивле

 

Структура комплекса технических

ния с унифицированными выходны

 

средств определяет эффективность,

ми сигналами Метран 276МП для

 

надёжность работы и удобство эксплу

контроля температур в аппаратах и

 

атации АСУ ТП. При разработке струк

трубопроводах, а также термопреоб

 

туры комплекса технических средств

разователи сопротивления с омичес

 

были учтены требования, предъявляе

кими выходными сигналами ТСП

 

мые к современным системам управле

Метран 246 (Pt 100) для контроля

 

ния, тенденции развития средств авто

температур подшипников насосов;

 

матизации и сетей передачи данных, а

датчики избыточного и дифференци

 

также пожелания заказчика в части це

ального давления серии Метран 100;

 

новых категорий оборудования, кото

ультразвуковые сигнализаторы уров

 

рое было использовано для создания

ня ASL 400 фирмы «Валком» для

27

системы управления. АСУ ТП имеет

контроля предельных уровней в се

 

 

 

 

 

 

СТА 4/2009

www.cta.ru

©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Н Е Ф Т Е Г А З О В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

параторах и наличия рабочих сред в нагнетательных патрубках насосов;

стандартные камерные диафрагмы для технологических измерений рас ходов;

вихревой счётчик газа Метран 331 для учёта продуктового газа на выхо де из установки.

Уровни рабочих сред в аппаратах

контролируются при помощи буйко вых уровнемеров серии 12300 фирмы Dresser Masoneilan и байпасных маг нитных указателей уровня серии BNA фирмы KSR Kuebler.

Датчики, устанавливаемые во взры воопасных зонах, приняты с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь».

Для аналогового и позиционного ре гулирования применены малогабарит ные клапаны КМР и КМО произ водства ПНФ «ЛГ автоматика» с взры возащищёнными электроприводами «Drehmo Standard» для регулирующих клапанов и приводами типа МЭПК для клапанов, работающих в режиме «от крыт/закрыт».

При подготовке заказных специфи каций и согласовании контрактов на поставку полевых КИП был использо ван программный комплекс для выбо ра средств измерения КИП Эскперт [1], разработанный НТФ «Инкотех», что позволило выполнить эту часть проекта в самые короткие сроки.

Средний уровень АСУ ТП

Логико программное управление процессом реализовано на базе IBM PC совместимых контроллеров UNO 2160CE фирмы Advantech.

Для построения надёжной системы управления технологическим процес сом используется «горячее» резервиро вание контроллеров как ключевых эле ментов системы управления. Оба конт роллера являются идентично сконфи гурированными (за исключением сете вых IP адресов) системами, связанны ми между собой по двум независимым Ethernet каналам и интерфейсу RS 232. Исполнение программы управления, работу с модулями ввода/вывода и вза имодействие с подсистемой верхнего уровня выполняет активный контрол лер. Активным считается контроллер, успешно прошедший диагностику сво их компонентов и первым начавший работу с модулями ввода/вывода, вто рой контроллер при этом становится пассивным. Пассивный контроллер

28 синхронизирует данные с активным и

Автоматизированное рабочее место оператора (АРМО)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сеть Ethernet1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Сеть Ethernet2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контроллер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UNO 2160

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(дублированный)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RS 485

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

RS 485

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Модули в/в I 8000

 

 

Модули в/в I 8000

 

 

МВУ Метран 333

 

 

Газосигнализатор

 

 

 

Модули в/в I 7000

 

 

Модули в/в I 8000

 

 

 

 

 

 

 

ГСМ 03

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4–20

мА, СК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24

 

 

В

 

 

 

 

 

 

220

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СК

 

 

 

 

СК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Барьеры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Промежуточные

 

 

 

 

 

 

 

Промежуточные

 

 

4–20 мА, Ом, СК, 24 В

 

RS 485

 

 

 

4–20 мА

 

 

 

реле, магнитные

 

 

реле, магнитные

искрозащиты D1000

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пускатели

 

 

 

 

 

 

пускатели

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4–20 мА,

Ом, СК

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

24 В,

 

220 В

380

 

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

380

В

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Обычного

 

 

Счётчик

газа

 

 

 

Детекторы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Электроприводы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Клапаны и задвижки

 

 

Искробезопасные

 

 

исполнения

 

 

Метран 331

 

 

загазованности

 

 

 

с электроприводами

 

 

насосов и АВО

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Датчики

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исполнительные механизмы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

УСТАНОВКА ПОДГОТОВКИ ПОПУТНОГО ГАЗА К ТРАНСПОРТИРОВКЕ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Условные обозначения: МВУ — микровычислительное устройство; в/в — ввод/вывод;

СК — «сухой» контакт; Ом — омический выход; АВО — аппарат воздушного охлаждения.

Рис. 2. Структура комплекса технических средств АСУ ТП «Газ»

выполняет мониторинг его работоспо

(АВО — аппарат воздушного охлаж

собности. При отказе активного конт

дения);

роллера (центрального процессора,

к третьей шине — интерфейсные

программного обеспечения, сетевых

блоки сигнализаторов загазованнос

интерфейсов или полевых шин) пас

ти на технологической площадке.

сивный контроллер принимает на себя

Для ввода/вывода сигналов исполь

управление, становясь активным.

зованы модули фирмы ICP DAS двух

Для повышения надёжности сетево

серий:

го обмена в системе применяется ре

I 8000 для связи с полевыми датчи

зервирование сетей Ethernet. В шкафу

ками;

контроллеров установлено два 5 пор

комбинированные модули дискрет

товых коммутатора Ethernet ADAM

ного ввода/вывода I 7000 в схемах

6520. Контроллеры UNO 2160 имеют

управления электроприводами кла

по два интерфейса сети Ethernet, под

панов и электрозадвижек.

ключённых к двум независимым под

Ввод искробезопасных сигналов осу

сетям, по которым обеспечивается па

ществляется через барьеры искрозащи

раллельный обмен данными.

ты серии D1000 фирмы GM Internati

Для приёма и выдачи сигналов в

onal.

системе с резервированием контрол

Оборудование среднего уровня раз

леров используется архитектура уда

мещается в следующих шкафах управ

лённого ввода/вывода. УСО подклю

ления:

чаются к трём независимым полевым

контроллеров и средств коммуника

шинам RS 485. Каждая из этих шин

ций (рис. 3);

подключена к обоим контроллерам че

контроля технологических парамет

рез отдельные конверторы RS 485 в

ров (рис. 4);

RS 232 ADAM 4520. Распределение

управления электрозадвижками;

устройств между шинами RS 485 вы

управления регулирующими клапа

полнено по функциональному назна

нами с электроприводами.

чению:

Конструктивы шкафов предназначе

к первой шине подключены модули

ны для одностороннего доступа и име

ввода/вывода сигналов контроля от

ют габаритные размеры (Ш×В×Г)

полевых датчиков и управления кла

800×2000×400 мм.

панами и электрозадвижками;

С учётом распределения сигналов

ко второй шине — модули ввода/вы

между технологическими площадками

вода сигналов контроля состояния и

для обслуживания площадки Аксаз

управления электроприводами насо

предусмотрено четыре шкафа управле

сов и воздушных холодильников

ния — по одному из перечисленных, а

www.cta.ru

СТА 4/2009

©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Н Е Ф Т Е Г А З О В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

Рис. 3. Шкаф контроллеров и средств

коммуникаций

для обслуживания площадки Долин ное — два шкафа: один для управления задвижками и один — комбинирован ный с контроллерами и модулями связи.

Рис. 4. Шкаф контроля технологических

параметров

В шкафах управления электроприво дами клапанов и задвижек размещены однотипные аппаратные схемы, вклю чающие пусковую аппаратуру, проме

жуточные реле и комбинированные модули дискретного ввода/вывода для сбора и передачи в контроллер сигна лов, характеризующих положение ар матуры, а также формирования команд управления («вперёд», «назад», «стоп»). Один модуль обслуживает один исполнительный механизм. Ко личество исполнительных механизмов, управление которыми может осущес твляться от одного шкафа, определяет ся в зависимости от потребностей про екта и может составлять до 12.

Пусковая аппаратура для управления электроприводами насосов и АВО ус тановлена на щитах в помещениях си лового управления. Связь контролле ров со схемами управления электроп риводами реализована посредством модулей ввода/вывода дискретных сиг налов серии I 8000.

Технические средства среднего уров ня запитываются напряжением 24 В постоянного тока от дублированных блоков питания серии DLP фирмы Lambda, выходы которых объединены через диодные модули. Отсутствие напряжения на выходе любого из бло ков питания сигнализируется в АСУ ТП с указанием места установки и но мера неисправного блока.

29

СТА 4/2009

www.cta.ru

©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru

 

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Н Е Ф Т Е Г А З О В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

 

 

 

 

 

 

 

 

Верхний уровень АСУ ТП

подсети рабочие станции и контролле

на языке ТехноСи и компоновку за

 

Основой верхнего уровня АСУ ТП

ры продолжают обмен информацией по

грузочных модулей для выполнения

 

является автоматизированное рабочее

резервной подсети.

в контроллерах;

 

 

 

 

 

 

место оператора (АРМО), которое рас

АРМ операторов и шкафы управле

отладчик для локальной и удалённой

 

полагается в блоке контроля и управле

ния АСУ ТП «Газ» размещаются в бло

отладки программ, функционирую

 

ния на площадке Аксаз (рис. 5). В сос

ках контроля и управления (БКУ) кон

щих на контроллерах;

 

 

 

тав АРМ оператора входит следующее

тейнерного типа, расположенных воз

интерпретатор,

 

предназначенный

 

основное оборудование:

 

 

ле технологических площадок.

для выполнения загрузочных моду

 

две ПЭВМ на базе шасси промыш

 

лей в контроллерах;

 

 

 

 

ленного компьютера IPC 610MB

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

стандартные библиотеки функцио

 

фирмы Advantech;

 

 

 

 

Контроллеры UNO 2160CE постав

нальных блоков и подпрограмм;

 

 

два TFT монитора с размерами диа

ляются с предустановленной операци

драйверы устройств ввода/вывода;

 

гонали 19 дюймов;

 

 

 

онной системой (ОС) Windows CE 5.0,

OPC сервер, обеспечивающий дос

 

две клавиатуры и два манипулятора

которая обеспечивает выполнение за

туп к данным задач по специфика

 

мышь;

 

 

 

 

 

 

 

дач в режиме реального времени, под

ции OPC DA 2.0.

 

 

 

 

 

два источника бесперебойного пита

держивает многозадачность, надёжна и

Стандартные библиотеки и драйверы

 

ния;

 

 

 

 

 

 

 

стабильна в работе, имеет встроенные

системы ТехноСи реализованы в виде

 

два сетевых Ethernet коммутатора;

драйверы для работы с различными

стандартных динамически

загружае

 

лазерный принтер для печати смен

устройствами: сетевыми картами, твер

мых библиотек. При необходимости их

 

ных рапортов, графиков, сообще

дотельными дисками, стандартной

состав может расширяться пользовате

 

ний.

 

 

 

 

 

 

 

клавиатурой и др.

лем; процедуры создания и подключе

 

Оборудование АРМО смонтирова

ПЭВМ АРМО работают под управ

ния библиотек подробно описаны в

 

но в операторском пульте, в секциях

лением ОС Windows XP SP2.

справочной документации, поставляе

 

которого

размещаются

системные

Программы управления контроллеров

мой с системой.

 

 

 

 

 

 

блоки ПЭВМ, устройства беспере

и проекты отображения технологичес

Стандартный драйвер устройств вво

 

бойного питания и средства комму

ких процессов для АРМО были созданы

да/вывода, поставляемый с системой

 

никации. На столешнице пульта раз

при помощи системы технологического

программирования ТехноСи, поддержи

 

мещены мониторы, клавиатура и ма

программирования на языке ТехноСи

вает различные

протоколы (Modbus

 

нипулятор мышь. Для удобства рабо

версии 2.0 и SCADA пакета ViSA 7.5,

RTU, Modbus ASCII, FieldPoint, HART и

 

ты оператора управление технологи

разработанных НТФ «Инкотех».

т.д.) и обеспечивает работу с устройства

 

ческим процессом возможно посред

 

ми ADAM 4000/ADAM 5000, I 7000/

 

ством взаимодействия с любой из

Программы управления

I 8000 и др. Так, например, в рассмат

 

двух ПЭВМ с использованием одного

контроллеров

риваемом проекте были одновременно

 

комплекта клавиатуры и мыши. Вто

Основой системы технологического

использованы протоколы:

 

 

 

рой комплект располагается на выд

программирования является язык Тех

DCON для работы с устройствами

 

вижной полке под столешницей пуль

ноСи, синтаксически схожий с распро

I 7000 и I 8000;

 

 

 

 

 

 

та и используется как резервный. Об

странённым языком C. В состав систе

Modbus RTU для работы

с газосиг

 

работка информации,

поступающей

мы программирования входят следую

нализаторами ГСМ 03;

 

 

 

от контроллеров, выполняется неза

щие базовые компоненты:

Modbus ASCII для работы с микро

 

висимо каждой ПЭВМ АРМО, что

компилятор, выполняющий транс

вычислительным устройством Мет

 

позволяет обеспечить высокий уро

ляцию исходных текстов программ

ран 333.

 

 

 

 

 

 

вень

надёжности

системы

 

 

 

Встроенная в программные

 

 

 

 

 

отображения. Визуализация

 

 

 

компоненты

языка

ТехноСи

 

технологического

процесса

 

 

 

поддержка дублирования конт

 

осуществляется одновремен

 

 

 

роллеров, сетевых интерфейсов

 

но

на

мониторах

обеих

 

 

 

и полевых

шин значительно

 

ПЭВМ АРМО с обеспечени

 

 

 

повышает надёжность системы

 

ем доступа

к

разнородной

 

 

 

управления.

 

При

этом

для

 

информации

фрагментам

 

 

 

пользователя работа с дублиро

 

мнемосхемы,

графикам,

со

 

 

 

ванным контроллером не отли

 

общениям, рапортам.

 

 

 

 

 

чается от работы с одинарным

 

АРМ оператора площадки

 

 

 

контроллером — при создании

 

Долинное реализовано на базе

 

 

 

проекта требуется указать всего

 

офисной ПЭВМ с одним мо

 

 

 

лишь несколько дополнитель

 

нитором.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ных настроек.

 

 

 

 

ПЭВМ АРМО и управляю

 

 

 

Подробное

описание

воз

 

щие контроллеры, обслужива

 

 

 

можностей системы технологи

 

ющие одну технологическую

 

 

 

ческого

программирования

 

площадку, объединены в резер

 

 

 

ТехноСи приведено в [2].

 

 

вированную локальную вычис

 

 

 

Преимуществами использова

30

лительную сеть Ethernet. В слу Рис. 5. Автоматизированное рабочее место оператора в блоке

 

ния данной

системы, которые

чае отказа компонентов одной контроля и управления на площадке Аксаз

 

были особо отмечены при про

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

www.cta.ru

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СТА 4/2009

©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Н Е Ф Т Е Г А З О В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

ведении пусконаладочных работ, явля ются простота и удобство изменения и перезагрузки программ управления в контроллерах. Изменения в управляю щие программы вносятся без остановки выполнения задач и, соответственно, без нарушений технологического про цесса и потерь информации о состоянии объектов управления.

Мощный отладчик обеспечивает се тевой и локальный режимы отладки программы и предоставляет возмож ность отслеживать выполнение прог раммы по шагам с входом и без входа в функцию, а также выполнять програм мы с точками фиксации по заданным операторам. Отладчик обеспечивает различные виды остановов: в точке, в точке по условию, по изменению гло бальной или локальной переменной, по выдаче технологического сообще ния с указанным текстом.

Контуры аналогового регулирования технологических параметров были реа лизованы на базе ПИ алгоритмов из стандартной библиотеки функцио нальных блоков. Для решения нетипо вых задач, таких как управление ис полнительными механизмами и проти воаварийная защита оборудования, на

языке ТехноСи бы ли разработаны но вые функциональ ные блоки с учётом особенностей аппа ратных схем управ ления и требований безопасности тех нологического про цесса.

Интерфейс

оператора

Система визуали зации технологи ческого процесса, предназначенная для обеспечения

в з а и м о д е й с т в и я Рис. 6. Фрагмент мнемосхемы технологического процесса

 

оперативного

пер

 

 

сонала с АСУ ТП, выполняет следую

архивирование значений аналого

щие основные функции:

вых и дискретных параметров, за

отображение информации об объек

даний и режимов контуров регули

те управления с периодом обновле

рования, управляющих

воздей

ния данных не более 1 секунды в ви

ствий, сигналов, характеризующих

де мнемосхем (рис. 6), которые

работу исполнительных

механиз

включают

условные графические

мов;

 

изображения взаимосвязанных ап

отображение информации о работе

паратов, трубопроводов, датчиков и

установки в виде графиков, форми

исполнительных механизмов;

руемых на основе массивов архивных

31

СТА 4/2009

www.cta.ru

©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru

 

 

С И С Т Е М Н А Я И Н Т Е Г Р А Ц И Я / Н Е Ф Т Е Г А З О В А Я П Р О М Ы Ш Л Е Н Н О С Т Ь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для управления контурами регули

пользовательским функциям ОС. Опе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рования технологических параметров и

ратор

имеет возможность работать

 

 

 

 

 

 

 

исполнительными механизмами пред

только с системой визуализации техно

 

 

 

 

 

 

 

назначены

виртуальные

панели

логического процесса, которая запус

 

 

 

 

 

 

 

(рис. 7), позволяющие оператору уста

кается

автоматически при загрузке

 

 

 

 

 

 

 

новить режим работы (местный, дис

профиля. Профиль администратора, в

 

 

 

 

 

 

 

танционный или автоматический), из

котором могут производиться необхо

 

 

 

 

 

 

 

менить величину управляющего воз

димые настройки системного и прик

 

 

 

 

 

 

 

действия в дистанционном режиме или

ладного программного обеспечения,

 

 

 

 

 

 

 

задания в автоматическом режиме, по

защищён паролем, и доступ к нему

 

 

 

 

 

 

 

дать команду управления на исполни

имеет только инженер АСУ ТП.

 

 

 

 

 

 

 

тельный механизм.

 

Обучение операторов было проведе

 

 

 

 

 

 

 

На отдельных фрагментах представ

но на этапе пусконаладочных работ.

 

 

Рис. 7. Панели управления контуром

лены структурные схемы противоава

Уже после трёх дней интенсивного тре

 

 

аналогового регулирования и

рийной защиты (ПАЗ). В левой части

нинга

операторы демонстрировали

 

 

электрозадвижкой

структурной схемы (рис. 8) приведены

уверенные навыки работы с основны

 

 

 

 

 

 

 

параметры системы ПАЗ, в правой —

ми функциями системы, что свиде

 

 

данных, и трендов изменения техно

исполнительные механизмы, которые

тельствует о её простоте и доступности

 

 

логических

параметров в реальном

переводятся в безопасное состоя

для освоения.

 

 

времени;

 

 

ние/положение при возникновении

 

 

 

 

формирование и архивирование со

предаварийной ситуации. Для каждого

ВЫВОДЫ

 

 

общений,

сопровождающих такие

параметра системы ПАЗ предусмотре

АСУ ТП «Газ» сдана в эксплуатацию

 

 

события в системе, как нарушение

ны блокировочные и деблокировоч

в декабре 2008 года.

 

 

предупредительных и предаварий

ные ключи, которые позволяют соот

Успешная работа системы подтвер

 

 

ных границ, действия оперативного

ветственно прекратить опрос датчика с

дила правильность принятых проект

 

 

персонала при работе с системой,

целью имитации в системе измеряемо

ных решений и наглядно продемон

 

 

диагностированные неисправности

го значения или временно вывести па

стрировала принципиальную возмож

 

 

аппаратных и программных средств

раметр из системы ПАЗ. Установка

ность создания надёжной АСУ ТП, от

 

 

системы;

 

 

ключей возможна только для пользо

вечающей всем необходимым функци

 

 

формирование и отображение смен

вателей с соответствующим уровнем

ональным требованиям, на базе IBM

 

 

ных рапортов оператора, содержа

доступа и может использоваться для

PC совместимых аппаратных и програ

 

 

щих среднечасовые значения конт

проведения

наладочных, ремонтных

ммных средств, предоставляющих ин

 

 

ролируемых параметров, печать ра

работ, а также проверки работоспособ

весторам и заказчикам серьёзное цено

 

 

портов (автоматическая и по требо

ности системы защиты в имитацион

вое преимущество в сравнении с ис

 

 

ванию);

 

 

ном режиме на неработающей уста

пользованием классических ПЛК.

 

 

регистрация пользователей.

новке.

 

 

Актуальность проблемы утилизации

 

 

Доступ к основным функциям сис

Для минимизации возможных не

попутных нефтяных газов и в Казахс

 

 

темы осуществляется с главной пане

корректных

действий оперативного

тане, и в Российской Федерации созда

 

 

ли управления, содержащей кнопки

персонала в

операционной

системе

ёт благоприятные предпосылки для ти

 

 

для вызова окон просмотра сообще

ПЭВМ АРМО настроен специальный

ражирования как технологических ре

 

 

ний, графиков и рапортов, панелей

профиль оператора, в котором исклю

шений, реализованных в этом проекте,

 

 

настроек, а также квитации сообще

чена возможность обращения к любым

так и системы управления, которая

 

 

ний

о наруше

 

 

 

 

построена по модульному принципу и

 

 

 

 

 

 

 

ниях

предупре

 

 

 

 

может легко модифицироваться для

 

 

дительных

и

 

 

 

 

применения на других аналогичных

 

 

предаварийных

 

 

 

 

объектах.

 

 

границ

пара

 

 

 

 

 

 

 

 

метров и неисп

 

 

 

 

Авторы выражают благодарность

 

 

равностях обо

 

 

 

 

сотрудникам организаций, упомянутых

 

 

рудования. Пе

 

 

 

 

в статье, за активное содействие в соз

 

 

реход

между

 

 

 

 

дании представленной АСУ ТП.

 

 

ф р а г м е н т а м и

 

 

 

 

 

 

 

 

м н е м о с х е м ы

 

 

 

 

ЛИТЕРАТУРА

 

 

в ы п о л н я е т с я

 

 

 

 

1. Витковский С.А., Володин Р.А., Дубинс

 

 

путём

выбора

 

 

 

 

кий И.Я. КИП Эксперт. Программный

 

 

нужного

фраг

 

 

 

 

комплекс для выбора средств измерения //

 

 

мента из списка

 

 

 

 

Промышленные АСУ и контроллеры. —

 

 

или контекстно

 

 

 

 

2004. — № 9.

 

 

(между

фраг

 

 

 

 

2. Бекетов А., Дубинский В. Язык технологи

 

 

ментами смеж

 

 

 

 

ческого программирования TechnoC //

32

 

ных

стадий

ус

 

 

 

 

Промышленные АСУ и контроллеры. —

 

тановки).

 

Рис. 8. Фрагмент структурной схемы противоаварийной защиты

 

2007. — № 5.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

www.cta.ru

 

 

 

 

 

 

 

СТА 4/2009

©2009, СТА-ПРЕСС Тел.: (495) 234-0635 Факс: (495) 232-1653 www.CTA.ru